Spegel spegel

 

Räck ut tungan mot en nyfödd baby och den gör likadant. Hur vet den hur man gör? Vilka muskler som måste samordnas för att åstadkomma en sådan märklig rörelse? Svaret finns i våra hjärnor.

 På 90-talet gjorde en grupp forskare i Italien en märklig upptäckt som satte igång en helt ny gren av hjärnforskningen.

De hittade celler i hjärnan som ser ut att vara grunden för vår förmåga att förstå varandra och som kan vara förutsättningen för hela den mänskliga kulturen. Spegelneuronen, som de här cellerna döptes till, har pekats ut som en av århundradets stora upptäckter.

 

(Från Allt om Vetenskap 11 2007) 

 

 

 

I en filmscen från 60-talet angreps James Bond av en giftspindel när han låg mellan lakanen i sin säng.

Den håriga spindeln kröp långsamt längs agentens nakna kropp.

Åskådaren kunde känna hur den stora spindeln tassade fram över huden och skräcken blev vår egen. Jag minns det än.

På samma sätt kan det pirra i benen av lätt svindel när vi ser en filmhjälte balansera på skyskrapans smala avsatser.

 

Det som händer är att nervceller i hjärnan som aktiveras när vi upplever fara slås på när vi ser någon annan drabbas.

Det kan räcka med ljudet av händelsen, eller till och med att vi hör någon beskriva den med ord. Man kan till och med röras till tårar av att läsa en text. När det sker är det spegelneuroner som påverkar oss. 

Spegelneuronen binder samman handlingar, känslor, sinnesintryck och språk i ett enda system i hjärnan. De kan vara nyckeln till vår förmåga att känna empati med andra människor, och grunden till att vi kan förutsäga andras handlingar. Flera forskare tror att de ligger bakom vår unika förmåga att tala.

Historien om spegelneuronen börjar en eftermiddag i början av 1990-talet vid Universitetet i Parma i Italien, hos en grupp hjärnforskare runt Giacomo Rizzolatti. De studerade hjärnan hos makaker, en liten asiatisk apa som ofta används inom hjärnforskningen eftersom de är primater, och därmed tillhör samma djurordning som vi och våra kusiner chimpanserna.

 

I det här experimentet hade forskarna placerat några tunna elektroder i apans hjärna för att följa den elektriska aktivitet som uppstod när apan planerade och utförde vissa bestämda rörelser. Bland annat fick den plocka upp jordnötter och stoppa dem i munnen. Elektroderna satt placerade i den motoriska delen av hjärnan, det område som styr kroppens rörelser. Och varje gång apan tog en nöt med handen och förde den till munnen så surrade en liten högtalare som anslutits till elektroderna.

 

Den epokgörande upptäckten, som gjorde just den här eftermiddagen unik gjordes av en slump, och exakt hur det gick till vet vi inte. Historierna går lite isär. Det var i all fall strax efter lunch, och den stackars apan satt fastspänd i sin lilla stol med elektroderna kopplade till hjärnan i väntan på att forskarna skulle återvända efter maten. I en version av historien kommer en av gruppens doktorander in i rummet med en glass i handen. Apan fixerar glassen med blicken. När mannen för glassen till munnen så hör han hur den lilla högtalaren surrar. Han provar en gång till. Det surrar till igen. Varje gång apan ser hur han lyfter armen och äter på glassen så signalerar nervcellerna.

 

 

I en annan variant var det Rizzolattis kollega, Leonardo Fogassi, som tog en banan och började äta, varpå apans nervceller började reagera.

Det som gjorde att forskarna hajade till, och först inte riktigt trodde på vad de såg var att det här stred mot vad de förväntade sig. De nervceller som de undersökte var motoriska nerver som styr muskler. De skulle inte ha något att göra med att bearbeta rena synintryck. Och det som var mest underligt var att de här nervcellerna reagerade exakt likadant när apan gjorde en speciell rörelse som när den såg någon annan utföra samma rörelse. Det var mycket underligt, och helt unikt.

 

Forskarna i Parma bytte genast inriktning på sina experiment för att försöka ta reda på vad det här egentligen kunde betyda. Det visade sig att det inte bara var bananer och glass som tände upp nervcellerna, samma resultat uppstod med russin och jordnötter. Till och med blotta ljudet av jordnötsskal som krossades fick samma nervceller att reagera.

Det såg alltså ut som om det faktum att ljudet som signalerade att någon annan åt en nöt fick apans hjärna att simulera själva ätandeprocessen, att uppleva den i tanken. Och den simuleringen kunde utlösas av synen eller ljudet av att någon annan agerade. Nervcellerna ”speglade” handlingen och de fick därmed sitt namn - spegelneuron.

Ett par år senare, 1996, publicerade Rizzolatti och hans kolleger sina första resultat, och hjärnforskare världen över slogs med häpnad.

 

Ett intensivt arbete satte igång för att undersöka spegelneuronen hos både apor och människor. Idag har vi lärt oss betydligt mer om vad de kan göra.

Efter drygt tio års forskning vet vi idag att människans hjärna har ett betydligt mer utvecklat system av spegelneuron än vad makakerna har. Den stora skillnaden är att ingen kan sätta elektroner i hjärnan på en person för att göra experiment. Försöken måste av etiska skäl göras utan att man tränger in i hjärnan. Det går bland annat med moderna tekniker som magnetröntgen, så kallad fMRI, där det går att avläsa vilka delar av hjärnan som arbetar på bilder tagna utifrån. Det betyder att det ännu inte gått att identifiera enskilda nervceller som spegelceller, utan bara ett antal små områden i hjärnan som beter sig på samma sätt.     

Det står alltså klart att vi, liksom aporna, har områden i hjärnan som signalerar exakt likadant när vi ser någon dricka ett glas vatten som när vi själva dricker, eller som tänds upp av samma elektriska impulser när vi biter i ett äpple som när vi ser någon annan ta ett bett. Det är alltså inte bara själva ätandet eller drickandet som ger en reaktion, utan hela händelseförloppet, inklusive kroppens alla rörelser. 

 

De här resultaten pekar ganska tydligt mot vissa slutsatser. Till exempel att vi med spegelneuronernas hjälp kan sätta oss in i andras tillstånd. Vi upplever andra människors rörelser i vår egen hjärna. Det innebär i sin tur att vi har en stor förmåga att lära in avancerade motoriska färdigheter genom att betrakta andra. Vi känner i våra egna kroppar hur musklerna behöver röra sig och koordineras.

Men vi har också samlingar av nervceller i hjärnan som kan identifiera avsikten med en handling. I ett försök fick personer se ett dukat bord med tekoppar och fat med kakor. I en annan scen såg de samma bord med använda och tömda koppar och länsade fat.

 

En hand närmade sig kopparna på bordet och utförde exakt samma rörelse i de bägge fallen. Men olika regioner i hjärnan reagerade på handlingen beroende på hur scenen såg ut. Alltså tolkade de scenen på olika sätt beroende på om bordet var stökigt eller nydukat, det vill säga om man förväntade sig att handen skulle ta en kopp för att dricka, eller för att börja duka av.

 

Försök på apor har visat att det faktiskt är helt olika nervceller som är i farten när de registrerar till exempel en hand som enbart flyttar ett äpple, eller samma hand som för äpplet till munnen för att äta.

Det ser ut som om spegelneuronen ger oss möjlighet att på ett intuitivt sätt förutse andras avsikter och handlingar. Kanske de också kan få oss att känna vad andra känner?

Den holländske neurologen Christian Keysers har undersökt just det, och kommit fram till att det finns spegelneuron inte bara för att spegla handlingar och intentioner, utan också för rena känsloupplevelser.

 

Samma nervområde i hjärnan som aktiveras när en del av huden stryks med en mjuk fjäder, det börjar också signalera när man ser en film där en likadan fjäder förs över någon annans hud. Vi kan alltså krypa in under skinnet på varandra.

Andra spegelneuron sätts igång av känslor av äckel, skratt, förvåning, med mera. De ger samma nervsignaler för den egna känslan som när man får se ett främmande ansikte som uttrycker känslan. Det är inte förvånande att många vill se spegelneuronen som grunden för vår förmåga till empati, förmågan att känna med och sympatisera med andra människor. 

 

Men det är trots allt skillnad på att få en spik i foten och att se någon annan stackare råka ut för samma sak. Våra hjärnor tycks vara byggda för att förstå, lära, kommunicera och skapa samhörighet med andra. Men alla har inte samma förmåga. Den nämnde Christian Keysers har kunnat konstatera att det finns ett spektrum av medkänsla hos olika människor som kan kopplas till hjärnan. Graden av empati kan mätas med olika psykologiska test. Keysers såg att personer med hög grad av empati också har en hög aktivitet i sina spegelneuron. En grupp psykologer i Chicago har också konstaterat att kvinnor i allmänhet har kraftigare utslag i sina spegelneuron än män. 

 

I andra experiment har man visat att spegelneuron i en del av hjärnan som kallas insula reagerar på att se andra människor utsättas för situationer som innebär skam eller skuld, alltså väldigt socialt och kulturellt präglade känslor. Av det går det att ana att hjärnan inte skapas fix och färdig av något genetiskt program hos individen. Celler och nervbanor växer fram och lär sig fungera i samklang med den kultur som dess ägare och bärare lever i.

 

Om spegelneuronen nu har den stora roll som forskarna vill de dem så utgör de en viktig del av grunden för vad det innebär att vara människa. Från det att vi kan räcka ut tungan mot våra föräldrar som spädbarn, till dess vi lär oss cykla eller sitter på läktaren och lever oss in i en fotbollsmatch.

Men det finns de som vill ge spegelneuronen en ännu större roll. Nämligen som nyckeln till människans enorma utveckling från tillverkare av enkla stenverktyg till astronauter. 

 

Det väckte stort intresse redan 1996 när det visade sig att de spegelneuron som Rizzolatti upptäckte hos makaker fanns i ett område av hjärnan som kallas F5 hos aporna. Hos människan motsvarar F5 det som går under namnet Brocas område, och som är den del av hjärnan som styr den motoriska talförmågan. Brocas område gör det alltså möjligt att styra tungan, läpparna och strupen för att bilda ord. Frågan dök naturligtvis genast upp: kan spegelneuronen ligga bakom talförmågan, och därmed hela den mänskliga språkförmågan?

 

Att Brocas område är fullt av spegelneuron pekar på det. Det gör också det faktum att lingvisterna uppfattar språkets själva struktur som om den vore byggd på samma logik och sekvenser i händelser så som de uppfattas av spegelcellerna.

En ännu tydligare koppling mellan nervcellerna och språket är att en talad mening, som till exempel ”Nu river jag sönder papperet”, ger samma reaktion i spegelneuronen som ljudet av papper som rivs sönder. Att se handlingen utföras, eller att verkligen göra den själv ger förstås också samma resultat.

 

Att vi överhuvudtaget kan tala är ett mysterium. Människans oändliga möjligheter till samvaro genom språket är unik och svår att förstå ur ett utvecklingsperspektiv. Den skiljer sig så mycket från vad alla andra däggdjur klarar av. Under många år har språkforskarna mer eller mindre struntat i frågan om hur språket kunnat uppstå eftersom det inte funnits några vettiga teorier att jobba med. Men i spegelneuronen möts språk och handling, och det finns en tydlig koppling till vår talförmåga. 

 

Ännu en av alla de italienare som gjort framsteg på det här området är Marco Iacoboni, vid USC i Los Angeles. Han lät sina försökspersoner imitera ansiktsuttryck och gester med fingrar och händer, och kunde konstatera att de mest aktiva spegelcellerna under härmningen finns i precis de områden i hjärnan som styr tal och språkförståelse.

Mycket pekar alltså på att spegelneuron på något sätt är centrala för språket. Ett faktum som stöder den teorin är en gammal kunskap om hur spädbarn lär sig sina första ord. Ett litet barn härmar i första hand rörelserna hos munnen och läpparna hos föräldrarna, och styrs inte av ljudet det hör.

 

Det betyder att språket är grundat i motoriken, i musklernas rörelser. De rörelserna kan, som Rizzolatti visat, speglas i våra hjärnceller och det kan i sin tur leda till härmning och inlärning.

Hjärnforskaren V S Ramachandran har sagt att upptäckten av spegelneuron kommer att revolutionera psykologin på samma sätt som kunskapen om DNA har revolutionerat biologin.

Han tror också att det var mutationer i de här nervcellerna som låg bakom explosionen i människans kulturella utveckling som skedde för 50 – 60 000 år sedan.

 

Fram till dess finns bara de enklaste former av stenredskap, inga konstföremål och inga lämningar av någon mer avancerad kultur. Och detta trots att den mänskliga hjärnan fick sin nuvarande storlek för över 200 000 år sedan. I över 150 000 år stod den materiella utvecklingen stilla, sedan hände något som satte historien i rörelse.

Mer avancerade redskap dyker upp, målningar, fiskeredskap, sydda kläder, och med största säkerhet samtidigt en mer komplex social organisation i form av klaner och stammar med sina egna myter och sagor. Men eftersom människans anatomi inte alls förändras under årtusendena har man velat förklara den här kulturens ”big bang” med att språket blir ett effektivt verktyg, som gör det möjligt att samarbeta och att bevara och föra kunskap vidare.

 

Men om den kulturella explosionen hänger samman med att spegelneuronen blir effektivare, då är det inte bara språket som finslipas. All inlärning av kunskaper och färdigheter går bättre, vi får också ett sätt att förstå varandra intuitivt, att läsa av andras avsikter och förmågan att hjälpa och stödja varandra.

Kanske själva grundstenen för civilisationen finns där; ett litet spädbarn som räcker ut tungan för att härma sin mamma.

 

 

 

 

Här finns spegelneuron

Spegelneuron upptäcktes först i den del av hjärnan som kallas premotor cortex – ett av hjärnans motoriska centra i främre hjärnbarken.

De har också hittats i hjässlobens nedre och bakre delar, övre tinningloben och i den insulära loben (insula) 

(Om du vill ha det här på en bild av hjärnan så kan man enkelt hitta platserna t ex i wikipedia under uppslagsorden: premotor cortex, parietal lobe, temporal lobe och insular cortex) 

 

 

Autism kan bero på fel i spegelneuronen

En autistisk person har svårt att kommunicera och att relatera till andra människor. De kan ofta också visa en lägre grad av empati än en genomsnittsperson. Cirka ett barn på 500 beräknas vara drabbad av någon form av autism, eller Aspergers syndrom. Vad som orsakar autism är okänt, men flera forskare har länge misstänkt att tillståndet på något sätt kan ha att göra med spegelneuron som inte fungerar normalt. Det är just förmågan och intresset för att sätta sig in i andras situation som anses vara en av spegelneuronens viktiga funktioner.

Flera försök har också visat att autistiska personer har tydligt förminskad aktivitet i flera områden av spegelneuron.

 

Kan spegelneuron bara förstå människor?

En fråga som intresserar forskare som sysslar med kommunikationen mellan människor och robotar är: reagerar våra spegelneuron även på mekaniska rörelser?

En undersökning vid universitetet i San Diego visar att en metallhand med fem fingrar som griper ett föremål kan få våra spegelneuron att aktiveras, precis som när vi ser en mänsklig hand.

Det här skulle kunna utvecklas till ett viktigt test för robotar som ska ha sociala uppgifter, tror forskarna. Om en robot ska kunna fungera tillsammans med oss, så kanske den måste kunna få våra spegelneuron att tända till, som C3PO från Star Wars, kanske?